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做一颗芯片需要“烧”多少钱？
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近两年来，由于中美贸易战以及华为、中兴受美制裁的事件，芯片行业也从幕后走到了台前，身边就有朋友问我，现在芯片这么火，那做一颗芯片需要花多少钱呢？小编也很是好奇，有同样疑问的小伙伴就继续看下去吧~ 带你了解做一颗芯片到底需要“烧”多少钱？
01
什么是芯片？
要了解做芯片的成本，我们首先要知道什么是芯片？我们通常所说的芯片其实叫做“集成电路”。
用“婴语”介绍一下，芯片就是把成千上万各种各样功能的电路缩小到一个指甲盖大小的黑盒子里，看看我们每天在用的手机，大家猜猜里面有多少颗芯片？
举个例子，当你打开手机拍一张照片分享给朋友，短短五秒的时间内就有十颗以上的芯片在做"多芯片运动"。
一颗芯片的制造过程我们可以把它看成盖一栋楼的过程，盖一栋大楼我们首先要考虑的当然是设计，先确定大楼的占地面积、使用功能等。在我们设计芯片之前同样要明确芯片的一个功能和性能指标，接下来可以找外部成熟的IP供应商购买芯片模块的设计资料。
说到IP呀，可能各位小伙伴想到的是小说、电影、影视剧里面的IP，其实相类似，就是给供应商支付一笔授权费用，IP一般越新越贵，每次的新手机发布会，大佬们都会在会上介绍使用了最新一代的CPU、GPU，每个IP的授权通常都是一千万美金起。 然而，钱也不是万能的，有些IP供应商因为某些原因没办法卖给你，例如最近的华为实体清单事件，纵使你有黄金万两也无可奈何啊。目前大部分行业内的公司由于考虑到产品的生态以及开发周期等等的问题，相比自己从零开始设计，会优先倾向于购买IP模块。有了IP各个模块以后，接下来就要按照架构进行整合，这非常考验工程师们的设计能力。
据统计，普通芯片工程师的平均年薪在四十万到六十万之间，而像上面提到的代表最新技术的芯片设计开发至少一年左右，光人力成本就要花费一千万美元起，听完是不是很想来芯片行业工作呢？
除了人力成本，在芯片设计和整合过程中还需要用到各种电子设计软件工具：EDA，包含Cadence软件、Mentor软件、Synopsys软件等，它们将各种IP模块像积木一样组合起来，如果用到最新的EDA软件设计版本，一年需要一百万美元以上的投入。而借助EDA工具产生的最终设计文件就如同大楼的建筑图纸，设计完成后下一步就要到晶圆厂进行流片，那什么是流片呢？
02
什么是流片？
流片就像你把房子的设计图纸给到建筑施工队去建造房子，这里是把芯片的设计文件交给台积电这样的晶圆厂把样品制造出来。流片的关键环节是掩膜和光刻。那么，什么是掩膜呢？
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什么是掩膜？
掩膜有点像活字印刷术的母版开模，模上有设计好的功能电路图，通过光刻机将电路从掩膜刻到样片晶圆。厂商设计一个磨具，开模的成本主要取工艺，当前成熟量产的工艺例如：华为、苹果的7nm制程的芯片以及今年即将面世的5nm制程的芯片。据了解像华为麒麟980这种芯片在18年流片至少需要花费1.2亿美元以上；工艺要求没有那么高的芯片至少也要花费一百万美元左右。
这里就有个梗啦，你知道为什么流片是设计师内心最煎熬的时刻吗？要是设计出现了问题，你会发现芯片开完模流出来的样片不合格，就像你说精心设计的房子因为布局规划不合理，少规划了厕所或者少规划了一堵墙，导致跟隔壁的邻居可以“无缝生活”，如果这样，前面所花费的一系列研发设计成本就付诸东流了，一切从头再来。
设计师们在此时成则名流千古，败则卷铺盖走人，轻轻松松帮老板们烧掉了数千万的美金，真是想跳楼的心都有了。
05
什么叫封装？
若成功渡劫，芯片流片出来以后大部分时候还是不能直接使用的，还要给他穿一层“衣服”，专业术语叫做“封装”。
封装可以让芯片远离灰尘、水汽等干扰。相当于我们毛坯房的装修，装修完成后呢还要对整体进行检查和测试，比如看看咱家下水道通不通啊，厨房的天然气有没有接进来啊。芯片也一样，在封装完成后还需要完成测试厂的一系列流程才能出厂。
最后，还要把芯片给到相关的研发工程师那里进行产品化的性能和功能调试，并经过各种严苛的测试，例如高低温、打静电等才能最终判断芯片能否进入大批量的制造与生产，这个过程相当于我们业主验楼的过程，这就需要软件和硬件工程师投入少则三个月、多则一年的时间进行产品的调试测试，以麒麟980芯片为例，从17年开始芯片验证到18年量产花费了将近一年的时间，这个费用至少就要一千万美金以上。如果一切顺利，通过验收后我们就可以大批量复制样板楼啦。这时候再生产一颗芯片的成本主要取决于晶片的面积、生产的良率、封装的类型等等。
如果设计的时候使用了授权的IP模块，我们还需要给供应商按照成本比例或者约定的价格缴纳版权税。
从总体来看，单科小小芯片的成本通常是由芯片制造成本的基础上加上分摊到这颗芯片的研发费用成本。
以麒麟980为例，按照七纳米工艺并量产三千万颗做成本分摊，预估单科芯片的成本在当时至少在70美金以上，当然也不是所有的芯片都会那么贵，大部分芯片都不会用到那么先进的工艺。设计流片成本通常在几百万美元，分摊下来的最终成本就几美元而已。
罗马不是一日建成的，没有足够的money在手，做芯片就先不要考虑了，而这亿元的money也存在着巨大的风险，在流片那条独木桥上，可能芯片还没有看到样片，钱就烧完了。
最后，我认为中国参与到芯片设计产业链的企业在外购IP及委外制造的同时要像龙芯学习，拿出“红军不怕远征难”的精神和魄力，不管花多少血本，不管经历多少失败，一定要努力实现从设计到制造的全方位自主可控，因为只有这样才能把“命门”掌握在自己手里,才不会被其他国家“卡脖子”，才能牢牢掌握话语权，守护住党和国家的政治安全、人民的信息安全。
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